Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 125
Текст из файла (страница 125)
Онкогеиы вируса саркомы Рауса В настоящее время исследована структура онкогена вируса саркомы Рауса и охарактеризован продукт этого онкогена. Геном данного ретровируса состоит из четырех генов: вам, ро1, ел~, юге. Схематически его можно изобразить следующим образом: дад ра1 юц~ вас Ген яая кодирует синтез вирусных группоспецифических антнгенов, ген ро1 — специфическую для ретро- вирусов обратную транскриптазу, ген елю — синтез некоторых гликопротеинов вирусной оболочки.
Продуктом гена лег, ответственного за трансформацию (возникновение саркомы), является тирозиновая протеинкиназа. Эти данные оказались чрезвычайно важными. Они продемонстрировали наличие специфического биохимического механизма, которым можно, хотя бы отчасти, объяснить плейотропный эффект ретровирусов при трансформации. Клеточные белки, изменение фосфорилнрования которых, возможно, приводит к трансформации, еше предстоит идентифицировать. Одним из них, повидимому, является виикулвн — белок, найденный в адгезионных бляшках (структурах, участвующих в межклеточной адгезии). Изменением фосфорилирования винкулина адгезионных бляшек, возможно, следует объяснять округление клеток при трансформации, а также понижение клеточной адгезии к стеклу и другим клеткам (табл.
57.5). Мишенями тирозиновой п роте никина зы, кодируем ой геном загс, являются, по-видимому, некоторые глвколвтическве ферменты. Это согласуется с более высоким уровнем гликолиза, часто наблюдаемым в трансформированных клетках. Продукт гена л с может также катализировать реакцию фосфорилирования фосфатидилвнозитола, в результате образуется фосфатндилинозитолмоно- и бисфосфат. При гидролизе фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата фосфолипазой С образуются инозитолтрифосфат и диацилглицерол (см. гл.
44). Первое соединение участвует в качестве медиатора в высвобождении ионов Са'+ из внутриклеточных компартментов (например, из эндоплазматического ретикулума). Диацилглицерол стимулирует активность связанной с плазматнческой мембраной протеинкиназой С; этот фермент в свою очередь фосфорилирует ряд других белков, в том числе, вероятно„белковые компоненты ионных насосов. Высказано предположение, что небольшое повышение внутриклеточного рН.
вызываемое активацией системы Ха+1Н'-антипорта, стимулирует процесс митоза (см. гл. 42). Таким образом, продукт гена л с может оказывать влияние на целый ряд клеточных процессов путем фосфорилирования различных белковых мишеней и ферментов, а также, стимулируя пути синтеза полифосфоинозитидов. 358 Глава 51 Таблица 57.5.
Изменения в культуре клеток, свидетельствующие об опухолевой трансформации (например, после инфекции опухолеродными вирусами). Решаняций признак малигнизации — способность клеток образовывать опухоли при введении животным повышается, хотя абсолютное количество остается невысоким (1% всех фосфорсодержащих аминокислот).
Ряд рецепторов (например, фактора роста эпидермиса, инсулина, фактора роста из тромбоцитов) нормальных и опухолевых клеток обладает активностью тирозиновой протеинкнназы, которая усиливается при взаимодействии рецепторов со своими лигандами (см. ниже «Факторы ростан). Таким образом, тирозиновая протеинкиназа играет важную роль и в нормальных, и в трансформированных клетках. Онкогеиы других ретровирусов Тнрозииоваи протеиикиназа в нормальных и опухолевых клетках Благодаря открытию тирозиновой протеинкиназы вируса саркомы Рауса стал интенсивно изучаться процесс фосфорилнрования остатков тирозина в белках.
Теперь известно, что тирозиновая протеинкиназа содержится во многих нормальных клетках. В большинстве таких клеток количество фосфотирозина мало, но прн трансформации онкогенными вирусами„содержащими протеинкиназу, оно обычно Таблица 57.б. Некоторые онкогены ретровнрусов. (Мод(йед апд гергодисед, ич1л регппаа1оп, Ггогл Ргап)ь Ь. М., Те1сп Х. М. (едйогз). 1пггодисбоп 1о гпе Сейи1аг апд Мо!есц1аг Вю1обу оГ Сапсег, ОхГогд Ь1п1ч. Ргеаз, 198б.) Регроаирус Происхождение Продукт оиаогеиа Субклеточяая локализация Оакогев Мыши Куры Кошки Мыши Вирус Абельсона (лей- коза грызунов) Вирус эритробласто- за птиц Вирус саркомы кошек Плазматическая мембра« на Плазматическая мембраПлазматическая мембрана Ядро Тирозиновая протеинкиназа Неполный рецептор ФРЭ Тирозиновая протеинкиназа аЫ егЬ-В Вирус саркомы грызунов Вирус миелоцнтомы 29 Вирус саркомы обезьян ДНК-связывающий белок Куры Ядро л1ус Неполный фактор роста из тромбоцнтов (В-цепь) Тирозиновая протеинкиназа Обезьяны Мембраны секретируется (7) Плазматическая мембра- на Вирус саркомы Рауса Куры Изменения морфологии: трансформированные клетки имеют более округлую форму, чем контрольные клетки Увеличение плотности клеток (потеря контактного торможения роста): трансформированные клетки часто формируют многослойные структуры, тогда как контрольные клетки растут в виде монослоя Утрата необходимости закрепления на подложке: трансформированные клетки могут расти, не прикрепляясь к поверхности культурального сосуда, и часто растут в агаре Утрата контактного торможения движения: трансформированные клетки могут расти и двигаться поверх других клеток„тогда как нормальные клетки прекращают движение, когда вступают в контакт с другими клетками Различные биохимические изменения, в том числе повышение скорости гликолиза, изменение состава клеточной поверхносги (например, изменение состава гликопротеинов или гликосфинголип илов), секреция ряда протеаз Изменения цитоскелетных структур, например актиновых микрофиламентов Снижение потребности опухолевых клеток в факторах роста; секреция ряда факторов в окружающую среду при этом часто повышается Помимо онкогенов вируса саркомы Рауса было обнаружено около 20 онкогенов других ретровирусов.
Продукты примерно половины из них представляют собой протеинкиназы (в основном тирозинового типа). Некоторые вирусные онкогены и нх продукты приведены в табл. 57.6. Часть из них кодирует протеинкиназы; однако целый ряд онкогенов детерминирует различные другие белки, обладающие биологической активностью. Продукт гена егЬ-В вируса эритобластоза птиц представляет собой неполную форму рецептора фактора роста эпидермиса, продукт онкогена хи вируса обезьяньей саркомы— неполную форму В-цепи молекулы фактора роста из тромбоцитов.
ОнкогенГ)гьг одного из вирусов, выделенных из клеток саркомы кошек, кодирует синтез фактора, стимулирующего рост колоний макрсярагов. Продукт генагпус, впервые обнаруженного у вирусов, вызывающих миелоцитому кур, представляет собой ДНК-связывающий белок, который может регулировать митозы в клетках. Продукт онкогена гни вируса саркомы мышей связывает (хТР, обладает СТРазной активностью. Вероятно, он имеет отношение к белкам, регулирующим активность одного из ключевых ферментов мембран — аденилатцнклазы (гл. 44). Рак, инкогены, факторы роста 359 Протоонкогены Основной вопрос„который занимает исследователей со времени открытия вирусных онкогенов,— это вопрос об их происхождении.
Опыты по гибридизации нуклеиновых кислот (см. гл. Зб) показали, что нормальные клетки содержат последовательности ДНК, сходные (а возможно, идентичные) с вирусными онкогенами. Очевидно, в период внутри- клеточного развития вирусы включают в свой геном клеточные гены. Их присутствие в геноме вирусов, по-видимому, обусловливает определенные селективные преимущества, связанные, например, с изменением характера роста трансформированных клеток. Последовательности клеточной ДНК, гомологичные вирусным онкогенам„были найдены во многих клетках эукариот; это значит, что они представляют собой важные компоненты нормальных клеток.
Кроме того, соответствующие мРНК и кодируемые ими белки могут обнаруживаться на разных стадиях развития или жизненного цикла клеток. Такие гены нормальных клеток получили название протоонкогенов. Продукты протоонкогенов играют существенную роль в нормальной дифференцировке и других клеточных процессах. Онкогены опухолевых клеток Опыты с ДНК, выделенной из клеток опухолей, также свидетельствуют о существовании онкогенов.
Метод обнаружения клеточных онкогенов получил название «переноса генов» или «трансфекцнн». Он основан на том, что некоторые гены, присутствующие в опухолевых клетках, могут вызывать трансформацию «нормальных» клеток в культуре. Из опухолевых клеток выделяют ДНК„осаждают фосфатом кальция и добавляют к клеткам-реципиентам (обычно в этой роли выступает линия мышиных фибробластов МН/ЗТЗ). Через 1 — 2 недели под микроскопом наблюдают образование фокусов трансформации. Клетки, составляющие фокус, меняют свою морфологию: из распластанных они становятся округленными.
Из трансформированных клеток выделяют ДНК, и опыт повторяют. Так делают несколько раз, при этом уменьшается количество ДНК, не участвующей в переносе признака трансформации, и, следовательно, облегчается идентификация специфических генов (при помощи гибридизации по Саузерну (см.
гл. 36) ). С помощью этого метода было идентифицировано около 20 клеточных онкогенов; некоторые из них сходны с геном гак вируса саркомы мышей. Эти клеточные онкогены либо вообще не отличаются от нормальных генов, либо имеют небольшие структурные особенности (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
